1
Nivel
Secundaria
Dificultad
7
 
Categoría
Movimiento en más de una dimensión

Se lanza un objeto verticalmente hacia arriba con una velocidad . Al mismo tiempo, y desde una altura h, se lanza horizontalmente, tal como se muestra en la figura 1, otro objeto con una velocidad . Si la distancia horizontal que separaba inicialmente los dos objetos era de 4m, determinar:


Figura 1.

1.El valor de h necesario para que los dos objetos se encuentren.

2.El tiempo que transcurre hasta que se encuentran

Solución disponible
Oriol Frigola Manzano
Solución
 

Antes de empezar a calcular debemos tener en cuenta cual será el lugar en el que se producirá el encuentro de los dos objetos ("A" será el de la izquierda y "B" el de la derecha). Sabemos que A solo se moverá verticalmente, y que B se moverá hacia la izquierda y hacia abajo (por la gravedad). Así que el punto de encuentro será alguno encima de la trayectoria vertical de A, y sabemos que B va a pasar por ahí en un momento y altura determinado.

Así que vamos a calcular cuando tardará B en llegar a sobre la trayectoria de A, o en otras palabras en desplazarse 4m hacia la izquierda. Como su velocidad es 4m/s, el tiempo es:

Bueno así que en un segundo B se plantará encima de A, ¿pero a que altura respecto al origen de B?

Aquí vamos a utilizar la formula que nos da el espacio en función la posición inicial () de la acceleración (gravedad), la velocidad inicial en y (en nuestro caso 0) y el tiempo (que ya conocemos):

(1)

Ahora que ya tenemos la formula substituimos y calculamos:

(2)
(3)
(4)

Así que el punto de encuentro va a ser en 1s, y -4,9m en altura (eje y). Pero nosotros queremos calcular h, por eso vamos a calcular a que altura llega A en un segundo, así podremos sumar la altura a la que ha llegado B más a la que llege A, así obtendremos h.

Ahora vamos a calcular a que altura llega A en 1s. Utilizaremos la misma formula de antes para el espacio, pero en cambio en este caso tenemos una velocidad inicial en y (hacia arriba). Para hacerlo tomaremos como posición inicial la de A.

(5)
(6)
(7)
(8)

Ya lo tenemos todo, Sabemos que respecto a A el punto de encuentro es a 15m, o dicho de otra manera, A se encuentra a -15,1m respecto a el punto de encuentro, ¿pero y respecto B? Pues esa será respecto B. Resulta que esta distancia (entre el punto A y B) es también h, es decir h=20m

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